Verfahren und Vorrichtung zum Austreiben flüchtiger Bestandteile aus Brennstoff von festem Aggregatzustand: Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Austreiben flüchtiger Be standteile aus Brennstoff von festem Aggre gatzustand, wie zum Beispiel Kohle, Koks, Petrolkoks, Anthrazit und dergleichen, welcher Brennstoff mittels eines durch die Brennstoff eharge fliessenden, elektrischen Stromes er hitzt wird. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Ver fahrens.
Bei heute bekannten, demselben Zweck dienenden Verfahren befindet sich die elek trisch erhitzte Brennstoffcharge in einem Zu stand verhältnismässiger Ruhe. Dies bringt. einen Stromfluss unregelmässiger Stärke durch clie verschiedenen Teile des Materials mit sich, da der Strom über zufällige und verhältnis mässig wenig zahlreiche Strompfade durch das Material fliesst;
aus diesem Grunde besteht entlang dieser Strompfade eine höhere Tem peratur und das Material wird dort über- T-;iässig erhitzt, wogegen in den übrigen Teilen des Materials, durch welche weniger Strom hindurchfliesst, eine verhältnismässig niedrige Temperatur herrscht. Dies führt zu einer un- ("enügenden und unregelmässigen Erhitzung des Materials.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen; das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Brennstoff umgeschüttet wird, während man gleichzeitig einen elektrischen Strom durch ihn hindurchfliessen lässt. Auf diese Weise wird der Brennstoff gleichmässiger er hitzt und gleichzeitig eine übermässige örtliche Erhitzung von Teilen des Brennstoffes ver hindert, da Brückenbildungen infolge der Um- schüttbewegung des Brennstoffes verhindert werden.
Das Umschütten kann so erfolgen, dass sich der Brennstoff kontinuierlich durch eine Heiz- zone hindurchbewegt; überdies kann der Brennstoff vor dem Erreichen dieser Zone mit Hilfe der in den ausgetriebenen, flüchtigen Gasen enthaltenen Wärme vorgeheizt werden, wobei er während dieses Vorheizens ebenfalls einer Umschüttbewegung unterworfen werden kann. Der Pr ozess kann in dieser Art voll ständig kontinuierlich vor sieh gehen, wobei die ausgetriebenen, flüchtigen Gase gleich zeitig wirksam ausgenützt werden zur Ver besserung der Wirtschaftlichkeit des gesamten Prozesses.
Beim Vorheizen kann sowohl die aufgenommene Wärme als auch die latente Wärme der Gase ausgenützt werden, indem. man Luft zur Verbrennung .der brennbaren, flüchtigen Bestandteile der Gase zuführt.
Es ist zweckmässig, den Brennstoff ohne Zufuhr von Luft auf eine Temperatur von mindestens 1200 C zu erhitzen. Nach dem Austreiben der flüchtigen Bestandteile kann das übrigbleibende Material als Elektroden masse für Elektroöfen, zum Beispiel Söder- bergöfen, verwendet werden. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist da durch gekennzeichnet, dass sie ein bewegliches, insbesondere ein rotierbares Gehäuse aufweist, das mit Elektroden zur Zufuhr von elektri schem Strom versehen ist, wobei dieses Ge häuse mit einer Antriebseinrichtung versehen ist, um den in das Gehäuse eingefüllten Brenn stoff umzuschütten.
Das Gehäuse kann als eine rotierende Trommel ausgebildet sein, in welcher Elektroden befestigt. sind, die in das Innere der Trommel hineinragen. Diese Elek troden werden zweckmässig über feststehende Schalter mit Strom versorgt. Diese Schalter sind vorteilhaft mittels Schleifkontakten und an der Trommel befestigten Schleifringen mit den Elektroden verbunden.
Schliesslich kann in Verbindung mit dein genannten, die Heizzone bildenden Gehäuse eine bewegliche, zum Beispiel rotierbare Vor- heizkammer vorgesehen sein, welche zweck mässig Elemente zur Zufuhr von Luft für die Verbrennung eines Teils der ausgetriebenen, flüchtigen Bestandteile aufweist, welche von der Heizzone her (Gehäuse) der Vorheiz- kammer zuströmen.
Die Erfindung wird im folgenden mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher er- läutert, welche einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung schema tisch darstellt.
Fig.1 ist. ein senkrechter Schnitt durch eine Vorrichtung, Fig. 2 ein Schnitt gemäss der Linie 11-II der Fig.1, und Fig.3 ist ein senkrechter Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Vor richtung.
In der Fig.l bezeichnet 1 eine rotierbar befestigte Trommel mit einer elektrisch isolierenden Auskleidung 3. Die Trommel 1 besitzt einen erweiterten Abschnitt 4, dessen seitliche Abschlusswände 2 mit Elektroden 5 versehen sind, welche mittels Kabeln 10 mit auf der Trommel vorgesehenen Schleifringen 11 verbunden sind. Die Schleifringe 11 erhal ten den Strom über stationäre Schalter 12, die mit Bürsten 12c verbunden sind, welche zum Beispiel auf den genannten Ringen gleiten. Die Schalter werden über die Kabel 13 mit Strom versorgt.
Die Elektroden 5 haben so kurze Abstände voneinander, dass sich bei normaler Charge zwei von ihnen ständig in Kontakt mit dem Brennstoff befinden, wie dies aus Fig. 2 hervorgeht. Im weiteren sind die Elektroden 5 so in den Wänden 2 be festigt, dass sie in dem Masse, wie sie abgenützt werden, weiter einwärts in den erweiterten Abschnitt 4 eingeschoben werden können; sie sind auch leicht austauschbar. Das eine Ende der Trommel 1 ist. von einem Auslassgehäuse 6 umgeben, in welches das fertig behandelte Material ausgetragen wird.
Der Trommel abschnitt 1, welcher auf der Zeichnung rechts von dem erweiterten Abschnitt 4 gezeigt ist, ist an seinem Umfang mit Luftzufuhrrohren 7 versehen, welche so weit in die Trommel hin einragen, dass sie an dieser Stelle über die Brennstoffcharge vorragen. Die Trommel 1 ist gegen das Auslassgehäuse 6 hin leicht geneigt. um die nötige, stetige Vorwärtsbewegung des Brennstoffes während des Rotierens der Trommel zu gewährleisten.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vor richtung funktioniert folgendermassen: Der mit den Luftzufuhrrohren 7 versehene Trommelabschnitt 1 wirkt als Vorheizka.mmer für das am rechten, nicht gezeigten Ende dieser Trommel eingebrachte Material. Die Länge dieses Trommelabschnittes 1 ist der gewünschten Wärmeübertragung angepasst; wenn man wünscht, kann dieser Abschnitt mit eingebauten Wärmeübert.ragungsvorrichtun- gen versehen sein.
Der Brennstoff geht von dem genannten Abschnitt 1 der Trommel in den erweiterten, Teil 4 über, welcher die Heiz- zone (Heizkammer) bildet, von wo der Brenn stoff in das Auslassgehäuse 6 ausgetragen wird.
Der beschriebene Materialtransport voll zieht sich dank der Drehbewegung der Trom mel kontinuierlich; das Material wird dabei einer ständigen Umschüttung unterworfen, und zwar sowohl im erweiterten Teil 4 als auch im restlichen Teil der Trommel. Die Er hitzung des Brennstoffes im erweiterten Teil 4 vollzieht sich mit Hilfe des elektrischen Stro mes, welcher wie oben unter Bezugnahme auf Fig. 2 der Zeichnung erwähnt, ständig in der umgeschütteten Charge aufrechterhalten wird; die Drehrichtung der Trommel ist in der Fig. 2 durch einen Pfeil angegeben.
Die durch das Erhitzen ausgetriebenen, flüchtigen Bestandteile gehen in nicht dargestellter Weise von dem erweiterten Teil 4 in den mit Luft zufuhrrohren 7 versehenen Trommelabschnitt 1 über und werden dort mit Hilfe der durch diese Rohre zugeführten Luft verbrannt. Die aus dieser Verbrennung resultierenden Gase strömen durch den Trommelabschnitt 1 auf wärts nach einem Kamin, während sie dabei ständig Wärme an das Material abgeben. Es kann gelegentlich auch ein Ventilator zwischen die Trommel und das Kamin eingebaut wer den, um den nötigen Zug in der Trommel zu erzeugen, welche in dem gezeigten Beispiel im wesentlichen die Form eines Drehofens auf weist.
Der den erweiterten Teil 4 verlassende Brennstoff kann mit Hilfe von Luft, die zum Beispiel durch eine Rohrwendel strömt, in direkt gekühlt werden; die so erhaltene, vor gewärmte Luft kann hierauf in die Rohre 7 eingeführt werden. Diese Rohre müssen in einem solchen Abstand von dem erweiterten Teil 4 angebracht sein, dass der Brennstoff in diesem letzteren nicht entzündet und mit der zugeführten Luft verbrannt. wird. Die Ab kühlung kann zum Beispiel in einem in Ver bindung mit dem Gehäuse 6 befestigten Küh ler vor sich gehen; aber dieser Kühler kann auch direkt auf der Trommel 1 vorgesehen sein.
Die Menge der den Rohren 7 zugeführ- ten Luft kann in bekannter Weise reguliert werden und diese Rohre können verschiedene Formen aufweisen.
In der in Fig.3 gezeigten Ausführungs form ist die Trommel 1 mit Sperringen 8 ver sehen, welche die Begrenzung einer Heiz- kammer 9 bilden, und die Elektroden 5 sind in diese Kammer durch die zylinderförmige Trommelwand eingeführt. Abgesehen von die ser Einzelheit kann die Ausführung und die Arbeitsweise dieser Vorrichtung dieselbe sein wie oben in bezug auf Fig.1 und 2 beschrieben.
Die beschriebenen Vorrichtungen können auch anders ausgebildet sein als gemäss den Fig.1 bis 3; so kann zum Beispiel die Heiz- zone aus einer kurzen Trommel bestehen, wo bei in jedem Ende derselben mindestens eine stationäre Elektrode angeordnet ist, welche sich in ständiger Berührung mit der Material charge in der Trommel befindet.
Die Trommel kann kreisförmigen, vieleckigen oder einen andern Querschnitt besitzen; sie kann ferner rotierbar sein oder Schaukelbewegungen aus führen und eine horizontale oder geneigte Achse besitzen und auch so eingerichtet sein, dass sie den Brennstoff durch Kippen aus schüttet. Schliesslich kann die Heizzone die Form eines Troges besitzen oder einer Kam mer, die in anderer Weise geschaukelt, vibriert oder bewegt wird. Auch die Vorheizkammer kann in der eben beschriebenen Weise aus geführt sein.
Im Falle, dass diese Ausfüh rungsformen verwendet werden, geht das Ver fahren vorteilhaft diskontinuierlich vor sich.
Method and device for expelling volatile constituents from fuel of solid aggregate state: The present invention relates to a method for expelling volatile constituents from fuel of solid aggregate state, such as coal, coke, petroleum coke, anthracite and the like, which fuel by means of the Fuel eharge flowing, electric current it is heated. The invention further relates to a device for performing this process.
In today's known, the same purpose serving method, the elec trically heated fuel charge is in a to stand relatively calm. This brings. a current flow of irregular strength through the different parts of the material with it, since the current flows through random and relatively few numerous current paths through the material;
For this reason there is a higher temperature along these current paths and the material is excessively heated there, whereas in the other parts of the material through which less current flows there is a relatively low temperature. This leads to insufficient and irregular heating of the material.
The present invention aims to overcome these drawbacks; the method according to the invention is characterized in that the fuel is poured over while an electric current is allowed to flow through it at the same time. In this way, the fuel is heated more evenly and, at the same time, excessive local heating of parts of the fuel is prevented, since the formation of bridges as a result of the movement of the fuel around it is prevented.
The pouring can be done in such a way that the fuel moves continuously through a heating zone; Moreover, before reaching this zone, the fuel can be preheated with the aid of the heat contained in the expelled, volatile gases, and during this preheating it can also be subjected to a pouring movement. The process can be completely continuous in this way, with the expelled, volatile gases being used effectively at the same time to improve the economic efficiency of the entire process.
During preheating, both the absorbed heat and the latent heat of the gases can be used by. air is supplied to burn the flammable, volatile components of the gases.
It is advisable to heat the fuel to a temperature of at least 1200 C without supplying air. After the volatile constituents have been driven off, the remaining material can be used as electrode material for electric furnaces, for example Söderberg furnaces. The device according to the invention is characterized in that it has a movable, in particular a rotatable housing which is provided with electrodes for supplying electrical current, this housing being provided with a drive device to pour the fuel filled into the housing .
The housing can be designed as a rotating drum in which electrodes are attached. which protrude into the interior of the drum. These electrodes are conveniently supplied with power via fixed switches. These switches are advantageously connected to the electrodes by means of sliding contacts and slip rings attached to the drum.
Finally, in connection with the above-mentioned housing forming the heating zone, a movable, for example rotatable, preheating chamber can be provided, which expediently has elements for supplying air for the combustion of part of the expelled, volatile components which come from the heating zone ( Housing) to the preheating chamber.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which schematically shows some exemplary embodiments of the device according to the invention.
Fig.1 is. a vertical section through a device, FIG. 2 is a section along the line 11-II of FIG. 1, and FIG. 3 is a vertical section through another embodiment of the device.
In Fig.l, 1 denotes a rotatably mounted drum with an electrically insulating lining 3. The drum 1 has an enlarged section 4, the lateral end walls 2 of which are provided with electrodes 5 which are connected by cables 10 to slip rings 11 provided on the drum . The slip rings 11 receive the current via stationary switches 12 which are connected to brushes 12c which slide, for example, on said rings. The switches are supplied with power via the cables 13.
The electrodes 5 are spaced so short from one another that two of them are constantly in contact with the fuel during a normal charge, as can be seen from FIG. Furthermore, the electrodes 5 are fastened in the walls 2 be that they can be pushed further inward into the enlarged section 4 in the mass as they are worn; they are also easily interchangeable. One end of the drum 1 is. surrounded by an outlet housing 6, into which the finished material is discharged.
The drum section 1, which is shown in the drawing to the right of the expanded section 4, is provided on its circumference with air supply pipes 7 which protrude so far into the drum that they protrude at this point over the fuel charge. The drum 1 is slightly inclined towards the outlet housing 6. to ensure the necessary, steady forward movement of the fuel while the drum is rotating.
The device shown in FIGS. 1 and 2 works as follows: The drum section 1 provided with the air supply pipes 7 acts as a preheating chamber for the material introduced at the right end of this drum, not shown. The length of this drum section 1 is adapted to the desired heat transfer; if so desired, this section can be provided with built-in heat transfer devices.
The fuel passes from the mentioned section 1 of the drum into the widened part 4, which forms the heating zone (heating chamber) from where the fuel is discharged into the outlet housing 6.
The material transport described is fully continuous thanks to the rotary movement of the drum; the material is subjected to constant pouring, both in the enlarged part 4 and in the remaining part of the drum. The heating of the fuel in the extended part 4 takes place with the help of the electrical current which, as mentioned above with reference to FIG. 2 of the drawing, is constantly maintained in the poured charge; the direction of rotation of the drum is indicated in FIG. 2 by an arrow.
The volatile constituents expelled by the heating go in a manner not shown from the enlarged part 4 in the drum section 1 provided with air supply pipes 7 and are burned there with the aid of the air supplied through these pipes. The gases resulting from this combustion flow through the drum section 1 upwards to a chimney, while they continuously give off heat to the material. Occasionally, a fan can also be installed between the drum and the chimney to generate the necessary draft in the drum, which in the example shown is essentially in the form of a rotary kiln.
The fuel leaving the enlarged part 4 can be cooled directly with the aid of air, which flows, for example, through a coiled tubing; the preheated air obtained in this way can then be introduced into the tubes 7. These pipes must be placed at such a distance from the enlarged part 4 that the fuel in this latter does not ignite and burn with the air supplied. becomes. From the cooling can go, for example, in a connection in connection with the housing 6 attached Küh ler; but this cooler can also be provided directly on the drum 1.
The amount of air supplied to the tubes 7 can be regulated in a known manner, and these tubes can have various shapes.
In the embodiment shown in FIG. 3, the drum 1 is provided with locking rings 8, which form the boundary of a heating chamber 9, and the electrodes 5 are inserted into this chamber through the cylindrical drum wall. Apart from this detail, the design and operation of this device can be the same as described above with reference to FIGS.
The devices described can also be designed differently than according to FIGS. 1 to 3; For example, the heating zone can consist of a short drum, with at least one stationary electrode in each end, which is in constant contact with the material charge in the drum.
The drum can have a circular, polygonal or other cross section; it can also be rotatable or rocking and have a horizontal or inclined axis and also be set up so that it pours out the fuel by tilting it. Finally, the heating zone can be in the form of a trough or a chamber that is rocked, vibrated or moved in another way. The preheating chamber can also be carried out in the manner just described.
In the event that these embodiments are used, the process is advantageously carried out discontinuously.